暖通空调节能及CFC问题研究

 

　　自1929年密其莱在美国通用电气公司的实验室里首次发现氟里昂12以来，随着科学技术及人民生活水平的不断提高，以供暖、通风、空调为代表的建筑能耗日益增加。在发达国家，建筑能耗约占总能耗的30～40，我国是最大的发展中国家，建筑能耗约占全国总能耗的11.7，随着我国的经济建设和气候变化，这一比例正在不断攀升，而一切都对全球变暖起着消极的作用。而与此同时，由于在制冷空调领域中大量采用CFC，从而导致臭氧层破坏并造成温室效应。可以说，如何与自然协调发展已成为当今暖通空调行业面临的重大挑战。

 

　　21世纪，全世界政治家和学者讨论得最多的热点话题之一便是地球温暖化与气候变迁。近一万年中，地球大气平均温度仅升高不到2℃，但最近的两百年中，全球的平均温度却上升了1.6℃。照此速度发展下去，到2030年或2050年全球平均气温将升高1.5至4.5℃，是过去的5至10倍。据统计，建筑能耗占各类总能耗的30以上，因此，在减少温室气体排放和节约自然资源，减缓全球变暖方面，建筑节能职责重大。

　　2004年末，我国各地区城市实有住宅建筑面积共96.2亿m2，2004年全国城镇又新建住宅竣工面积5.7亿m2，此外，全国农村还新建住宅面积6.8亿m2，规模十分巨大。而建设部部长指出，我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的2至3倍，在全面建设小康社会的进程中，建设系统资源节约的任务十分艰巨。因此，节能便成为我国实现与自然和谐发展、进而实现可持续发展战略的重要组成部分。由于以暖通空调为主的建筑能耗在总能耗中占有举足轻重的作用，因此建筑节能就具有保护地球环境更深层次的意义。据估算，我国一栋20000m2的使用热泵空调的办公楼，其温室气体排放量达700t/a，而日本仅为390t/a，我国的建筑用能水平不高（例如上海的人均用电量仅为发达国家的几分之一），室内环境的标准也不高（例如办公楼内照明标准仅100-200xl，而日本则在500xl以上），在这样的前提下，温室气体的排放量却几乎是日本的一倍。则只能说明我国的能源转换效率低下，建筑节能技术落后，这些都急需改进。

　　所谓CFC（chloroflurocarbons），即氯氟烃类物质，也就是人们常提及的氟里昂。由于其化学性能的稳定，近百年来被广泛的应用于空调、制冷行业的保温与传热。当随着人们知识的日益丰富，人们也逐渐开始意识到CFC的大量使用与排放，对自然造成力极大的伤害。1974年，美国加州大学的Molina和Rouland教授首先提出，CFC的排放会造成臭氧层的破坏（所谓臭氧层是指在大气平流层距地20km处，地球上80的臭氧集中于此，形成一低浓度的臭氧层，它吸收了太阳光中99的高强度紫外线，使地球成为适宜人类生存的空间），而此前后的一系列研究也表明了上述观点：1969年，美国宇航局首次发现大气臭氧呈下降趋势；1985年，英国南极考察队发现南极上空臭氧空洞面积几乎相当于美国国土总面积，臭氧浓度约下降40；1987年北极联合考察队也发现CFC浓度高于预计50倍，并发现臭氧空洞；同时，我国的研究表明，华南和东北臭氧浓度下降约3，西北出现臭氧空洞。这一切都给人类敲响了警钟。

　　研究同时表明，臭氧浓度每下降1，紫外线强度将增加2.紫外线强度的增加，直接影响人体健康：使人体免疫力下降，体内蛋白质及DNA受破坏，是皮肤癌及白内障增加。同时它还影响海洋生物、植物的生长生存：紫外线的过量照射引起海洋生物死亡将破坏自然界的食物链。此外，CFC在生产使用过程中造成的能量消耗及CO2引起温室效应，紫外线的增加还会加剧高分子化合物的产生。

 

　　当前世界面临的巨大环境挑战亟待解决，暖通空调制冷行业也不例外。在温室气体排放方面，为了拯救人类的家园，1997年12月，联合国气候变化框架公约缔约方第3次大会通过艰苦的谈判，终于在日本京都通过了《京都议定书》。议定书规定了各缔约方到2010年所承担的包括CO2在内的6种温室气体的减排量。尽管中国作为发展中国家没有减排义务，但作为占地球村居民总数1/5的大国，保护人类家园是我们义不容辞的义务，它同样关系到我们将留给子孙后代一片怎样的天空。作为暖通空调行业，我们当前应做的就是制定适合于我国国情的建筑节能标准，提高能源利用效率。我国政府也正是这样做的，2001年，我国出台了自己的建筑节能标准，各省建筑节能标准也陆续出台。

　　在CFC问题上，国际上有识之士也做出了不懈的努力。1985年9月，维也纳会议首次就CFC问题发表了维也纳公约；1987年9月，联合国外长会议达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定》，1989年9月，发表了保护臭氧层的赫尔辛基宣言，并提出发展中国家问题；1991年6月，中国首次参加了内罗毕会议，修正了蒙特利尔协定；1992年12月，在哥本哈根会议上，HCFC列入了受控范围。从目前情况来看，在发达国家，1995年底发达国家CFC已被禁用，发展中国家也将在2005禁用。就近期来说，暖通空调行业主要以CFC的回收和再利用为主，在其基础上尽量减少CFC的排放；就长远而言，则应积极寻找替代工质。

 

　　自改革开放以来，我国的经济持续高速发展，人民生活水平日益提高。但与此同时也应看到，与成两位数增长的经济相伴随的是对环境的毁灭性破坏。温室效应、臭氧空洞、工业污染、水污染及以土地荒漠化都是与市场的慷慨赠与相伴而来的一些主要危害。每年，我国大城市由环境污染而造成的患病人数大幅增加。“十一五”期间，我国经济仍将保持高速增长，有专家认为，如果不采取有力措施，2010年主要污染物排放总量将比2005年增加10～20，因此，在各行各业中，环境保护，与自然界协调发展已显示出越来越重要的地位。对于暖通空调制冷行业，必须树立起一种跨时空的全新道德观以约束我们的行动，在考虑到我们需求的同时，决不能对子孙后代满足他们需要的可能性构成危害。从一定意义上说，协调发展就是可持续发展。从目前来说，应当本着事实就是的态度，努力解决好建筑能耗及CFC方面的问题，为自己和子孙后代留下一片蓝天。

 

　　[1]张功耀，曹志平。科学技术哲学教程。中南大学出版社，2001.

　　[2]沈维道，郑佩芝，蒋淡安。工程热力学。高等教育出版社，1983.

　　[3]龙惟定。试论建筑节能的新观念。暖通空调，1999，29（1）。

　　[4]孙明芳，钟史明。综合环境规划（IRP）和需求方管理（DSM）技术简介。能源研究与利用，1997，（2）。

　　[5]张祉佑。制冷原理与设备。建筑工业出版社，1986.

　　[6]汪训昌。从全球气候变暖角度评替代工质HCFC12.暖通空调，1998，28（6）。

　　[7]JohnTierney.Abetonplanetearth.PostgraduateEnglishIntensiveReading（II）。中国人民大学出版社，1999.